Funkübertragung aus Drehmaschinen

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Funkübertragung der Messwerte

Für die Funkübertragung der Messwerte ist ein sogenanntes ZigBee-Modul Teil der Elektronik. ZigBee (IEEE-802.15.4) ist ein Funknetz-Standard, der es ermöglicht, Geräte auf Kurzstrecken (10 bis 100 m) interaktiv miteinander zu verbinden. Einsatzgebiete sind hauptsächlich wartungsarme Funksensoren oder Geräte mit beschränkter Energieversorgung (z.B. durch Batterien), deren Austausch nur mit großem Aufwand möglich ist.

Die komplette Elektronik inklusive Batterie befindet sich in einer Aluminium-Box, die auf das Rollierwerkzeug montiert wird. Für die Abdichtung der Box wird ein spezielles Silikon eingesetzt, dass dem aggressiven Schmier-und Kühlmittel innerhalb der Drehmaschine stand hält. Die Batterie ist so ausgelegt, dass sie für mindestens einen Dreischichtbetrieb, also 24 Stunden ausreicht. Dauertests haben eine Standzeit von über 48 Stunden belegt.

Die gefunkten Daten werden von einem IPC entgegen genommen, der ebenfalls mit einem ZigBee-Modul bestückt ist. Über eine intuitive, grafische Oberfläche (iGUI) kann der Rollierprozeß beobachtet und Einstellungen wie z.B. die Toleranzgrenzen können eingegeben werden. Letztendlich werden alle Daten eines Rollierprozesses nachvollziehbar abgespeichert, so dass eine 100%-Qualitätskontrolle sicher gestellt ist.

Über die iGUI können mehrere Rollierwerkzeuge gleichzeitig beobachtet und verwaltet werden. Dies ist auch nötig, da ein Werkstück in großen Drehmaschinen an mehreren Stellen gleichzeitig bearbeitet werden kann, bzw. mehrere Drehmaschinen zu einem Zentrum zusammen gestellt werden können. Prinzipiell könnten beliebig viele Werkzeuge gleichzeitig ausgelesen werden. In der Praxis zeigte sich aber, dass maximal zehn Werkzeuge mehr als ausreichend sind.

Abb. 4 zeigt ein typisches Beispiel des Kraftverlaufs eines Rollierprozesses: Das Werkzeug setzt auf das Werkstück auf, die Kraft nimmt zu und schwankt innerhalb des tolerierten Bereichs. Danach nimmt die Kraft wieder ab, da das Werkzeug wieder abgesetzt wird. Die relativ großen Kraftschwankungen im Toleranzbereich können verschiedene Ursachen haben, die sich auch kumulierend auswirken können. Dies können Inhomogenitäten im Werkstückgefüge aber auch tänzelnde Bewegungen des Rollierrades auf dem Werkstück sein. Da das Rollierrad an Blattfedern aufgehängt ist, kann es unter Einwirkung der großen Kräfte von mehreren 1000 N auf das sich drehende Werkstück hin und her pendeln.

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